中保协25%小偏置碰车辆结构设计策略

作者:吉利汽车研究院(宁波)有限公司 余欢 张琳 文章来源:AI《汽车制造业》 点击数:600 发布时间:2019-01-18
中国保险汽车安全指数(C-IASI)测试评价体系公布后,正面25%小偏置碰撞试验为车内乘员安全指数的一个必考察的试验工况,是所有新增考察项中比较薄弱的项目,为积极应对,保证好的碰撞测试得分,必须有一套25%小偏置的碰撞策略加以参考。
中保协25%小偏置碰车辆结构设计策略

长期以来,车辆保险安全分级作为车型定价的最重要依据,国内一直没有建立对应的体系,直接制约了不同车型定价的精细化发展。为此,中国汽车工程研究院与中保研汽车技术研究院,在中国保协行业协会(简称“中保协”)的指导下,在充分研究并借鉴国际先进经验的基础上,结合中国汽车保险与车辆安全技术现状,经过多轮论证,形成C-IASI测试评价体系。 

C-IASI从消费者立场出发,从汽车保险视角,围绕车险事故中“车损”“人伤”,开展耐撞性与维修经济性、车内乘员安全、车外行人安全、车辆辅助安全四项指数的测试评价。最终评价结果为汽车保险保费的厘定提供数据支撑,为汽车安全研发和消费者购车提供参考。

正面25%偏置碰撞试验作为车内乘员安全指数的一个必考察的试验工况,是所有新增考察项中比较薄弱的项目,其评价分为约束系统和假人运动、假人伤害、车辆结构三个方面。本文主要对车辆的结构设计及其解决策略进行详细描述。

碰撞试验方法及等级评定

车内乘员安全指数-25%小偏置碰撞试验方法如表、图1所示。所有测量点被划分为两个区域:乘员舱下部和乘员舱上部。乘员舱下部包括A柱下铰链、左侧搁脚板、左侧足板、制动踏板、驻车制动踏板和门槛;乘员舱上部包括转向管柱、A柱上铰链、上仪表板和左下方仪表板。乘员舱侵入量等级评定如图2所示。

1547797496_1_.png
图 1 车内乘员安全指数 -25% 小偏置碰撞重叠率

1547797664_1_.png
图 2 乘员舱侵入量等级评定

 25%小偏置碰测试的行业现状

C-IASI确定实施后,截至2016年底对市面上现存的16款车型进行了耐撞性与维修经济性及车内乘员保护的测试,车型涵盖A级车、B级车、SUV和MPV,有自主和合资品牌,价格集中在6~20万元,出险频率在30%~50%。其中若仅从25%小偏置碰单项测试结果看,因比以往测试要求严苛,碰撞难度系数高,测试车辆中无一款车型达到优秀水平(图3)。

1547797735_1_.png
图 3 25% 小偏置碰单项测试结果

25%小偏置碰解决策略

一个优秀的碰撞结果,离不开一套优秀的碰撞策略。

首先,整车架构必须有一个合理的受力传递路径(图4),较深的腔体截面(如A柱和门槛的截面)和较高的传力件强度(如可用patch板等加强),可以保证碰撞力可以稳定地在规划路径上传递和分散,最终可以将碰撞力传递到A柱和门槛。

1547799141_1_.png
图 4 受力传递路径

 其次, 因整车在于壁障碰撞的过程,碰撞重叠量仅为整车宽度的25%,原本应该起主要缓冲、传导、吸能作用的前纵梁,此时与刚性壁障并无接触,起不到明显作用。而此时前部相应的传力、吸能部件就变为shotgun总成,故shotgun本身的截面、结构强度,尤其是shotgun和前纵梁之间的连接就显得尤为重要(图5)。

1547797754_1_.png
图5  shotgun和前纵梁之间的连接

通过图6所示连接结构,不仅加强了shotgun和前端框架连接,起到缓冲、吸收撞击能量的作用,也可以起到对整车碰撞后的偏离导向作用(图6箭头),使整车在与刚性壁障撞击后,整体发生斜向分力的位移,促进偏离X向冲击路线,最终缓解了刚性壁和整车之间的硬-硬碰撞。

1547797771_1_.png
图6  整车碰撞后的偏离导向作用

再次,因碰撞要求过于严苛,除了通过车身自身架构和零件结构外,还可通过前副车架的特意优化,来加以辅助,如图7所示。我们可适当弱化图示A点,强化C点,同时保证横摆臂B的自身刚度,使轮辋收到刚性臂章挤压时,不会X向直接侵入到A柱、门槛和前地板,而是通过绕着C点的旋转,使轮辋Y向撞击门槛,大大减小侵入量。

1547797788_1_.png
图7  通过前副车架的特意优化加以辅助

最后,除以上策略外,类似前防撞梁端部适当加宽、碰撞盒加长、A柱内部空腔加强、门槛前端腔体加强,均是需要留意和保证的条件。

结论

作为未来趋势的C-IASI测试评价体系公布后,主机厂势必会对在产、预产车型(2年内上市的车型)进行摸底计算和测试,并进行相关可能性的优化。而本文旨在浅谈对车内乘员安全指数-25%小偏置碰的解决方法,帮助新车型明确改善和优化方向。

我们在实际开发过程中面对25%小偏置碰问题时,也不能局限于本文所述策略,亦可另辟蹊径。比如通过提高安全配置(气帘延长、安全带预紧时间调整),或者控制焊接质量、装配质量等生产质量和零部件的质量,或者保证生产车辆安全性能的一致性等方法,达到殊途同归的效果。